Semicondutores: D-MOSFETs
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Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 1
D-MOSFETs
Não concordo com o acordo ortográfico
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 2
BJT: Transistores bipolares de junção (Bipolar Junction Transistor)
FET: Transistores de efeito de campo (Field Effect Transistor).
JFET: Transistores de efeito de campo de junção (Junction Field Effect Transistor).
MESFET: Transistores de efeito de campo de metal semiconductor. (MEtal Semiconductor Field Effect Transistor).
MOSFET: Transistores de efeito de campo de metal-óxido-semiconductor. Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor.
BJTsPNP
NPN
FETs
JFET
MESFET
MOSFET
Canal N Canal PCanal NEnriquecimento
Deplexão Canal PCanal N
Canal PCanal N
Tipos de Transistores
Transistores MOSFETs
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 3
Símbolos de Transistores
Transistores MOSFETs
Transistor, bipolar, NPN
Transistor, bipolar, PNP
Transistor, JFET, Canal-N
Transistor, JFET, Canal-P
Transistor, MOSFET, Canal-N, Modo Deplexão
Transistor, MOSFET, Canal-N, Modo Enriquecimento
Transistor, MOSFET, Canal-P, Modo Deplexão
Transistor, MOSFET, Canal-P, Modo Enriquecimento
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 4
Transistores de Efeito de Campo Metal-Óxido-Semicondutor MOSFET
Transistores MOSFETs
O Transistor MOSFET - É o mais importante componente semicondutor fabricado actualmente. O MOSFET, que em grande parte substituiu o JFET, teve um efeito mais profundo sobre o desenvolvimento da electrónica, foi inventado por Dawon Kahng e Martin Atalla, em 1960.
Em 2009 foram fabricados cerca de 8 milhões de transistores MOSFET para cada pessoa no mundo; esse número dobrou em 2012.
Possuem elevada capacidade de integração, isto é, é possível fabrica-los nas menores dimensões alcançáveis pela tecnologia empregada.
São componentes de simples operação e possuem muitas das características eléctricas desejáveis para um transistor, especialmente para aplicações digitais.
MOSFET: Transistor de Efeito de Campo de Metal-Óxido-Semicondutor (do inglês, Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor);
São transistores formados pela associação entre um condutor, um isolante óxido e semicondutores tipo p e n (um deles fortemente dopado).
Assim como o JFET, o seu princípio de funcionamento baseia-se no controlo do canal pela condução entre os terminais fonte (S) e dreno (D) através da porta de controlo (G).
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 5
– MOSFETs Canal N
Canal P
Tipo Enriquecimento (E-MOSFET). Tipo Deplexão (D-MOSFET).
De acordo com o tipo de canal, os MOSFETs podem ser classificadas como:
Tipo Enriquecimento (E-MOSFET). Tipo Deplexão (D-MOSFET).
Transistores MOSFETs
Existem 2 tipos de MOSFETs de:MOSFETs de Deplexão (D-MOSFET):
Opera em modo de esgotamento da mesma forma que um JFET quando VGS 0. Opera em modo de Enriquecimento, como E-MOSFET quando VGS> 0.
MOSFETs de Enriquecimento (Enhancement) (E-MOSFETs): Opera em modo de Enriquecimento. ID = 0 até que VGS> VT (tensão de limiar). (=VP ou Tensão VGSoff)
Os MOSFETS de enriquecimento (E-MOSFETs), já foram objecto de estudo numa outra apresentação. Agora vamos estudar os MOSFETS de Deplexão (D-MOSFETs).
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 6
p
n n
p
n n
GS D GS DE-MOSFET
Enriquecimento (n)D-MOSFETDeplexão (n)
D
G substrato p
S
nMOS-FETde Enriquecimento
D
G substraton
S
pMOS-FETde Enriquecimento
Formado por uma placa de metal e um semicondutor, separados por uma zona de óxido de semicondutor - por exemplo SiO2 - de uns 100 nm de espessura. Possui quatro eléctrodos:
Porta, (Gate em inglês), simbolizada com G; que se conecta á placa metálica. Fonte (Source) e Dreno (Drain), ambos simétricos, que se integram no substrato. Substrato (Body), geralmente conectado electricamente com a fonte.
D
G substratop
SnMOS-FETde Deplexão
D
G substraton
SpMOS-FETde Deplexão
MetalÓxido
Semiconductor
Metal
MOSFETS de Enriquecimento e de Deplexão – Comparação de símbolos e canais
Transistores MOSFETs
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 7
MOSFET de Deplexão D-MOSFET - Simbologia A distinção entre os terminais do canal continua a ser feita pela conexão do substrato (SS)
a um dos terminais, que passa a ser denominado o terminal fonte (S). Em dispositivos discretos, a dissipação térmica continua a ser feita através do terminal de
Dreno (D).
G
D
S
Substrato
G
D/S
S/D
SubstratoSS
G
D
S
G
D
S
Substrato
G
D/S
S/D
SubstratoSS
G
D
S
Canal n Canal p
Transistores MOSFETs
O MOSFET tem 3 ou 4 terminais: G, D, S e B (de 'bulk' ou substrato) mas o B está normalmente ligado à fonte (Source) S. Caso tenha dissipador, é ligado ao Drain (Dreno)
Pode ser do tipo NMOS (tipo N) ou PMOS do (tipo P).É de Enriquecimento/Deplexão.
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n+
n+
Áre
a do
can
al
Substrato (corpo)
Semiconductor Tipo-p
SS(Corpo-Body )
Dreno (D)
Fonte (S)
Porta (G)
Oxide(SiO2)
MOSFET de Deplexão D-MOSFET - Estrutura
Transistores MOSFETs
Toda a estrutura é disposta sobre um substrato SC de tipo oposto ao do canal (p ou n).
Os Terminais da Fonte(S) e do Dreno (D),são ligados através de contactos metálicos ás regiões dopadas-n, ligadas pelo Canal-n.
Contactos Metálicos
A Gate (Porta)(G) está ligada à superfície de contacto de metal, mas isolada do canal-n por uma camada fina de SiO2 – Não há ligação directa entre a Gate (G) e o canal do MOSFET.
O SiO2 actua como um dieléctrico que estabelece um campo eléctrico oposto, dentro do dieléctrico, quando exposto a um campo externo aplicado.
n-channel depletion-type MOSFET
Um quarto terminal (SS),conecta o substrato a fim de também polariza-lo, que pode estar, ou não, ligado internamente á Fonte (S).
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MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Funcionamento do Canal-n
Transistores MOSFETs
n+
n+
SS
D
S
G PVGS=0
VGS= 0 V
VDD
A Tensão de Gate-Source, VGS = 0 V.
A tensão VDS é aplicada entre os terminais Dreno-Source.
A atracão para o potencial positivo do Dreno pelos electrões livres do canal-n, produz uma corrente através do canal.
VGS = 0V, ID = IDSS
ID = IS = IDSS
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 10
G P
MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Funcionamento do Canal-n
Transistores MOSFETs
VGS 0 V
Se VGS é uma tensão negativa:Potencial negativo na Gate vai pressionar os
electrões na direcção do substrato tipo-p, e atrair buracos (ou lacunas) do substrato.
Recombinações electrão/lacuna vão ocorrer - reduzindo o número de electrões livres no canal-n, para a condução.
Quanto maior polarização negativa, maior taxa de recombinação.
A ID é reduzida com o aumento do polarização negativa de VGS.
Á tensão de estrangulamento do canal “pinch-off”, VP, ID = 0A.
Contactos Metálicos
Canal-n
Substrato-PSiO2
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G
D
S
n
n
p
Opera no modo de Enriquecimento quando lhe é aplicada uma voltagem VGS positiva. Estes dispositivos são geralmente operados no modo de deplexão (esgotamento).
O D-MOSFET pode ser operado em qualquer um dos dois modos – de Deplexão (esgotamento), ou no modo de Enriquecimento - e às vezes é chamado de MOSFET de deplexão/ enriquecimento.
MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Funcionamento do Canal-n
Transistores MOSFETs
Como a Gate é isolada do canal, qualquer tensão lhe pode ser aplicada, quer positiva ou negativa.
S
G
D
n
n
p
O MOSFET canal n opera no modo de Esgotamento quando lhe é aplicada uma voltagem Gate/Source VGS negativa.
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MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Modo de Deplexão/Enriquecimento
Transistores MOSFETs
Modo de Esgotamento. Com uma tensão de Gate (G), as cargas negativas, repelem os electrões de condução do canal, deixando iões positivos no seu lugar. Desse modo, o canal n é empobrecido de alguns dos seus electrões, diminuindo, assim, a condutividade do canal. Quanto maior for a tensão negativa na Gate, maior será a deplexão de electrões do canal n. Á tensão VGS suficientemente negativa , VP/VT/VGSoff(*), o canal é totalmente esgotado e a corrente de Dreno é zero.
(*) Nomes equivalentes D-MOSFET schematic symbols.
Modo de Enriquecimento: Com uma tensão de Gate positiva, mais electrões de condução são atraídos para o canal, aumentando assim (melhorando) a condutividade do canal.
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MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Funcionamento do Canal-n
Transistores MOSFETs
Os MOSFETs em modo de deplexão, estão sempre em condução, até que sejam levados ao corte.
(Image courtesy of Max Maxfield and techbites.com)
P-type Si
N+ poly-Si
n-type Si
P+ poly-Si
NMOS PMOS Para condução, VGS > VP.
Modo de Enriquecimento: VP > 0.
Modo de Deplexão: VP < 0.– MOSFET “ON “ quando VG=0V.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 14
MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Funcionamento do Canal-n
Transistores MOSFETs
VGS 0 V
Se VGS é uma tensão positiva:
Com a Gate positivo, esta irá atrair electrões adicionais do substrato-p, devido à corrente fuga inversa, e estabelecer novos portadores, através das colisões entre partículas em aceleração.
A ID vai aumentar em ritmo acelerado - o utilizador deve de estar ciente de que a ID máxima suportada não seja ultrapassada.
A aplicação de VGS positivo foi aumentar o nível de portadores livres no canal (enriquecer)….
A Região de tensão de Gate positiva na curva de transferência é chamada de região de enriquecimento, enquanto que a região entre a saturação e de corte é chamada de região de deplexão.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 15
Assim, para um transistor NMOS de deplexão, o canal conduz, mesmo se VGS = 0!Se o valor de VGS é positivo, o canal é mais enriquecido. Isto é, os electrões livres são mais
atraídos para o canal, e aumentam a condutividade.Se o valor de VGS é negativo, os electrões livres são repelidos do canal! A condutividade do
canal é assim diminuída. Chamamos a isso fenómeno de deplexão do canal.Se o valor de VGS se tornar suficientemente negativo, todos os electrões livres do canal
serão repelidos, o canal diz-se completamente esgotado!Um canal que completamente esgotado não pode conduzir. Por outras palavras, o D-
MOSFET está no corte!
MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Funcionamento do Canal-n
Transistores MOSFETs
Deste modo, o valor negativo do VGS em que o canal está completamente esgotado é a tensão de limiar VT para um dispositivo NMOS de deplexão.
Por outras palavras, para ter um canal de condução, a tensão Gate/Source VGS, deve ser maior do que a tensão de limiar VT.: VGS >VP
Tal como no dispositivo NMOS de Enriquecimento! isto significa que, para ter um canal de condução, o excesso de tensão da Gate, deve ser positivo: VGS −VP >0
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 16
Os MOSFETs de Deplexão podem ser construídos usando uma estrutura lateral (mostrado á Esquerda), ou de uma estrutura vertical (mostrado á Direita). A estrutura lateral é mais adequada para a integração e proporciona menor capacidade e uma velocidade mais elevada, ao passo que a estrutura de suporte vertical, suporta maior tensão de ruptura, menor resistência “on”, e maior capacidade de corrente. Canal-n.
D
S SG
N+N-
G
P
N+ N+P-
S D
VERTICAL
MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Características
Transistores MOSFETs
LATERAL
Ligação interna
Ligação interna
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VGS= -2 V
VGS= 0 V
VGS= -1 V
VGS= +1 V
4I SSD
-2-4 0
ID (mA)
VGS (V)-6 -5 -3 -1
VPN/2
VTNVGS=VP/2= -3 V
VGS= -4 VVGS= -5 V
0 VDS
ID (mA)
0,3VPN
2
4
1
2I SSD
SSDI 8
10,9Deplexão
Enriquecimento
MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Características
Transistores MOSFETs
Curvas típicas de MOSFET Deplexão – canal n
Os D-MOSFETs, podem ser polarizados de modo a poderem funcionar em dois modos: o Modo de Esgotamento ou o Modo de Enriquecimento.
IDSS
Onde IDSS é corrente de Dreno ID, quando VGS = 0
VGS=VPN= -6V
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4I SSD
0,3VTN
2
4
31 5
ID (mA)
VGS (V)
-1 0 2 4 6
2I SSD
SSDI8
10,9
MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Características
Transistores MOSFETs
Curvas típicas de MOSFET Deplexão – canal p
8
VTP
O D-MOSFET de canal p, é semelhante ao canal n, excepto que a polaridade da tensão e indicações dos sentidos das correntes, são invertidos.
IDSS
VGS= +2 V
VGS= 0 V
VGS= +1 V
VGS= -1 V
VGS=VP/2= +3 VVGS= +4 V
VGS= +5 V0 VDS
ID (mA)
VP/2VGS=VP= +6V
Deplexão
Enriquecimento
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 19
Descobrimos, então, que um MOSFET de Enriquecimento e um MOSFET de deplexão são precisamente idênticos em quase todos os sentidos (por exemplo, os mesmos modos, mesmas equações, os mesmos nomes de terminal).
Há apenas duas diferenças para lembrar:
1. A tensão de limiar para um dispositivo NMOS de depleção é negativa (isto é, VP <0). Enquanto a tensão de limiar para umdispositivo PMOS de depleção é positivo (isto é, VP> 0).
2. O MOSFET de deplexão tem uma ligeira diferença no símbolo.
MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Características
Transistores MOSFETs
Curvas típicas de MOSFET Deplexão
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MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Características
Transistores MOSFETs
Curvas típicas de MOSFET Deplexão – canal n
D-MOSFETs: Operação em Modo de Deplexão (Esgotamento)
Quando VGS = 0V, ID = IDSS.Quando VGS <0V, ID <IDSS.Quando VGS> 0V, ID> IDSS .
A fórmula utilizada para traçar a curva de transferência, é a seguinte:2
P
GSDSSD V
V1II
IDSS
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MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Características
Transistores MOSFETs
Curvas típicas de MOSFET Deplexão – canal n
D-MOSFETs: Operação em Modo de Enriquecimento (Enhancement)
2
P
GSDSSD V
V1II
Neste modo, o MOSFET opera com VGS> 0V, e a corrente ID, vai acima da equação de Shockley para IDSS, a fórmula usada para traçar a curva de transferência, ainda se aplica, mas a VGS é positiva.
IDSS
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Recta de carga sobreposta às curvas do MOS: consoante o valor de VGS, assim o MOS funcionará na zona de saturação (Q) na zona de tríodo (C) no ponto entre elas (B) ou no corte (A).
MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Características
Transistores MOSFETs
Curvas típicas de MOSFET Deplexão – canal n
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http://www.planetanalog.com/document.asp?doc_id=527454
MOSFET de Deplexão D-MOSFET – Características
Transistores MOSFETs
Mostrando os símbolos, arquitecturas e características fundamentais dos MOSFETs de modo de deplexão. Os dispositivos laterais são mostrados de forma simplificada. Note-se que para a maioria dos MOSFETs, o substrato ou terminal do corpo está internamente ligado ao terminal de fonte(S).
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Polarização canal n
IDSS: intersecção da curva com o eixo vertical (ID).VT: intersecção da curva com o eixo horizontal (VGS).
A curva de transferência do MOSFET tipo Deplexão, evidencia os mesmos parâmetros dos JFETs:
Esboço da Curva de Transferência Uma vez que esse dispositivo também obedece á Equação de Schockley, o esboço da
curva de transferência pode ser feito com o auxílio de uma tabela semelhante aquela do JFET:
VGS ID
0 IDSS
-0.4VP 2IDSS
0.3VP IDSS/2
0.5VP IDSS/4
VP 0 mA
Inclui um valor positivo de VGS!
MOSFET de Deplexão D-MOSFET(n) – Características
Transistores MOSFETs
JFET D-MOSFET n
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VPN
Polarização Fixa
MOSFET de Deplexão D-MOSFET(n) – Polarização
Transistores MOSFETs
Ex.: Para o nMOS tipo deplexão, determinar IDQ e VGSQ.
A determinação do ponto de operação através do método gráfico consiste simplesmente em encontrar a intersecção entre a recta de polarização (VGSQ=VGG) e a curva de transferência do dispositivo.
IDQ=0,7mA
VP
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Autopolarização
MOSFET de Deplexão D-MOSFET (n)– Polarização
Transistores MOSFETs
Ex.: Para o nMOS seguinte determinar: IDQ, VGSQ e IDQ e VGSQ.
A recta de polarização para este circuito é dada pela Equação:
D3
DSGS I102,4IRV
VPG
S
D
Um ponto dessa recta está na origem (0,0) e o segundo pode ser encontrado arbitrando-se um valor para ID ou VGS.
Arbitrando VGS=6V ID=2,5mA.
O esboço da curva de transferência pode ser feito com o auxílio da Tabela:
VGS ID
0 IDSS
-0.4VP 2IDSS
0.3VP IDSS/2
0.5VP IDSS/4
VP 0 mA
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Autopolarização
MOSFET de Deplexão D-MOSFET (n)– Polarização
Transistores MOSFETs
Ex.: Para o nMOS seguinte determinar: IDQ, VGSQ e IDQ e VGSQ.
VGS ID
0 IDSS
-0.4VP 2IDSS
0.3VP IDSS/2
0.5VP IDSS/4
VP 0 mA
Traçando curva de transferência e a reta de polarização e determinando o ponto de funcionamento (Q), temos:
IDQ = 1,7 mA VGSQ = -4,3 V
IDQ = 1,7 mA
VGSQ = -4,3 V
VDS pode ser determinado pela equação da malha de saídaVDS=VDD-ID (RD+RS) V DS = 20-1,7x10-3(6,2x103+2,4x103
VDS = 5,38V
IDSS
VP
Q
VPG
S
D
RD
RS
VDD
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Polarização por divisor de tensão
MOSFET de Deplexão D-MOSFET (n)– Polarização
Transistores MOSFETs
Ex.: Para o nMOS seguinte determinar: IDQ,VGSQ e VDS
A tensão de gate é dada pelo divisor de tensão, logo: VG = VDD x R2 / (R1+R2) = 18 x 10/(110 +10)=1,5V
VPG
S
D
VDD
RD
RS
R1
R2
A recta de polarização para este circuito é dada pela Equação: VGS = VG - RS x ID = 1,5-150 x I D
Os pontos notáveis dessa recta são: VGS=0V ID=10 mA.ID=0 VGS=1,5 V.
O esboço da curva de transferência pode ser feito com o auxílio da Tabela anterior:
VGS ID
0 IDSS
-0.4VP 2IDSS
0.3VP IDSS/2
0.5VP IDSS/4
VP 0 mA
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 29
Polarização por divisor de tensão
MOSFET de Deplexão D-MOSFET (n) – Polarização
Transistores MOSFETs
Ex.: Para o nMOS seguinte determinar: IDQ,VGSQ e VDS
VPG
S
D
VDD
RD
RS
R1
R2
VGS ID
0 IDSS
-0.4VP 2IDSS
0.3VP IDSS/2
0.5VP IDSS/4
VP 0 mA
VGS=0V ID=10 mA.ID=0 VGS=1,5 V.
IDSS
VP
Traçando curva de transferência e a reta de polarização e determinando o ponto de operação (Q), temos:
IDQ= 7.6 mA. Q IDQ = 7,6 mA
VGSQ = +0.35V
VGSQ= +0,35VVDS pode ser determinado
pela eq. da malha de saída:VDS=VDD-ID x(RD+RS) VDS=18-7,6x103 (1,8x103+150)VDS=3,18V
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 30
MOSFET de Deplexão D-MOSFET (n) – Polarização
Transistores MOSFETs
As semelhanças entre as curvas características de um JFET e de um MOSFET Tipo Deplexão permitem a utilização das mesmas análises para determinar a polarização de ambos.
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 31
Polarização Simples Divisor de Tensão Divisor de Tensão com RS
Realimentação D/G Duas Fontes de Tensão Com Fonte de Corrente
MOSFET de Deplexão D-MOSFET (n) – Polarização
Transistores MOSFETs
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 32
Funcionamento do MOSFETs
Transistores MOSFETs
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 33
Formulário: Como amplificador
Transistores MOSFETs
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 34
Parâmetros comuns a dispositivos NMOS e PMOSParameter description valueW Gate width of either NMOS or PMOSL Gate Length for either NMOS or PMOSLambda (l) Design parameter for scalable rules .35 micronsPMOS or NMOS minimum sized device
Smallest possible PMOS or NMOS device W = 3l 10.5m mL = 2l .75m m
Cox Gate capacitance per unit area ~2.5 fF/um2
Parâmetros específicos para dispositivos PMOS Parameter description valuemp Effective mobility of holesk’= (mp Cox)/2 -------VTP PMOS Threshold VoltageCjsw Source/drain Side wall capacitance (F/m)Cj Source/drain bottom plate capacitance Units (F/m2)
Cjswg Source/drain Side wall capacitance on drain side Units (F/m)
Cgdo Drain overlap capacitance (F/m)
Parâmetros específicos para dispositivos NMOS Parameter Description valuemn Effective mobility of electrons 446.9 cm2/V-sec k’= (mn Cox)/2 -------VTN NMOS Threshold VoltageCjsw Source/drain Side wall capacitance: (F/m)Cj Source/drain bottom plate capacitance Units (F/m2)Cjswg Source/drain Side wall capacitance on drain side: Units
(F/m)Cgdo Drain overlap capacitance (F/m)
From: http://www.mosis.org/cgi-bin/cgiwrap/umosis/swp/params/ami-c5/t3af-params.txt
Formulário: Parâmetros
Transistores MOSFETs
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 35
Parâmetros n-MOSFET (D)
Formulário: MOSFETS Deplexão canal n
Transistores MOSFETs
Process parameter [A/V2] OXnn Ck m
LWknn .Current Gain [A/V2]
Early VoltageAV
1l
Body Effect Parameter [ V] OXa CqN /2
Oxide Capacitance [F/cm2]OX
OOXOX t
KC
Threshold Voltage ( fSBfTOTN VVV 22
Zero Potencial Current (VGS=0)2
TNn
DSS V2
I
Depletion n-MOSFET Threshold Voltage
0TNV
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 36
Equações n-MOSFET (D)Formulário: MOSFETS Deplexão canal n
Transistores MOSFETs
Cut-off Mode Drain current 0ID Gate to Source Voltage TNGS VV
Gate to Drain Voltage (.
Linear Mode
Linear Drain Current(VDS<1V) DSTNGSnD VVV
LWkI ).(
Triode Drain Current ]2/).[( 2DSDSTNGSnD VVVV
LWkI
Gate to Source Voltage TNGS VV
Gate to Drain Voltage TNGD VV
Saturation Mode
Drain Current 2TNGSnD VV
LWkI ).(
Drain Current with l )..().( DS2
TNGSnD V1VVL
WkI l
Gate to Source Voltage TNGS VV
Gate to Drain Voltage TNGD VV
Linear/Saturation Boundary Drain to Source Voltage TNGSDS VVV
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 37
Formulário: MOSFETS Deplexão canal n
Transistores MOSFETs
Parâmetros para pequenos SinaisTranscondutance [A/V] ).( TNGSnm VVg
Transcondutance [A/V] Dnm IL)(W2kg ./
Transcondutance [A/V]TNGS
Dm VV
2Ig
Transcondutance of Body [A/V] mmb gg .
Body Effect ( SBf V22 .
Gate Source Capacitance [F/cm2] ( ( OX0vOXgs CLWCLW32C
Gate Drain Capacitance [F/cm2] ( OX0vgd CLWC Source /Drain - Body Capacitance [F/cm2]
0
SB
sb0sb
VV
CC
10
SB
db0db
VV
CC
1
Maximum operating frequency [Hz] ( gdgs
mT CC2
gf
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 38
http://web.itu.edu.tr/~ozayan/ele222/mosfeteqs1d.pdf
Formulário: MOSFETS Deplexão canal n
Transistores MOSFETs
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Parâmetros p-MOSFET (D)
Formulário: MOSFETS Deplexão canal p
Transistores MOSFETs
Process parameter [A/V2] OXpp Ck m
LWk pp .Current Gain
Early VoltageAV
1l
Body Effect Parameter OXd CqN /2
Oxide Capacitance OX
OOXOX t
KC
Threshold Voltage ( fSBfTOT VVV 22
Zero Potencial Current (VGS=0)2
TPp
DSS V2
I
Depletion p-MOSFET Threshold Voltage
0TPV
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Equações p-MOSFET (D)Formulário: MOSFETS Deplexão canal p
Transistores MOSFETs
Cut-off Mode Drain current 0ID Gate to Source Voltage TPGS VV
Gate to Drain Voltage (.
Linear Mode
Linear Drain Current(|VDS|<1V) DSTPGSpD VVV
LWkI ).(
Triode Drain Current ]/).[( 2 2VVVVL
WkI DSDSTPGSpD
Gate to Source Voltage TNGS VV
Gate to Drain Voltage TNGD VV
Saturation Mode
Drain Current 2TPGSpD VV
LWkI ).(
Drain Current with l )..().( DS2
TPGSpD V1VVL
WkI l
Gate to Source Voltage TPGS VV
Gate to Drain Voltage TPGD VV
Linear/Saturation Boundary Drain to Source Voltage TPGSDS VVV
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Formulário: MOSFETS Deplexão canal p
Transistores MOSFETs
Parâmetros para pequenos SinaisTranscondutance [A/V] ).( TPGSpm VVg
Transcondutance [A/V] Dpm IL)(W2kg ./
Transcondutance [A/V]TPGS
Dm VV
2Ig
Transcondutance of Body [A/V] mmb gg .
Body Effect ( SBf V22 .
Gate Source Capacitance [F/cm2] ( ( OX0vOXgs CLWCLW32C
Gate Drain Capacitance [F/cm2] ( OX0vgd CLWC Source /Drain - Body Capacitance [F/cm2]
0
SB
sb0sb
VV
CC
10
SB
db0db
VV
CC
1
Maximum operating frequency [Hz] ( gdgs
mT CC2
gf
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http://web.itu.edu.tr/~ozayan/ele222/mosfeteqs1d.pdf
Formulário: MOSFETS Deplexão canal p
Transistores MOSFETs
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
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Transistores MOSFETsFormulário: Tipos de MOSFETs
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
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Dúvidas?
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
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OBRIGADO PELA ATENÇÃO !...
Semicondutores: Transistores D-MOSFETs
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Bibliografias
http://wwwlasmea.univ-bpclermont.fr/Personnel/Francois.Berry/teaching/Microelectronics/composant.swf
http://www.williamson-labs.com/480_xtor.htm
http://www.powershow.com/view1/2291d5-MTc1M/Chapter_3__BJTs_Bipolar_Junction_Transistors_powerpoint_ppt_presentation
http://www.learnabout-electronics.org/Downloads/Fig316dl_bjt_operation.swf
http://www2.eng.cam.ac.uk/~dmh/ptialcd/
http://www.infoescola.com/quimica/dopagem-eletronica/
http://www.prof2000.pt/users/lpa
http://www.thorlabs.com/tutorials.cfm?tabID=31760
http://informatica.blogs.sapo.mz/671.html
http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_6.html
http://www.learnabout-electronics.org/index.php
Transístor de Efeito de Campo, Paulo Lopes, ISCTE 2003
http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_6.html
http://www.ufpi.edu.br/subsiteFiles/zurita/arquivos/files/Dispositivos_7-FET-parte-II-v1_2.pdf
http://www.ittc.ku.edu/~jstiles/312/handouts/